KR100967647B1 - 가변 단면 압출용 압출홀 가변장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 캠 구동을 통한 펀치의 이송을 통해 압출홀을 가변하므로, 금형의 구조를 단순화시키고, 외형에 일정 피치가 반복되는 형상을 형성할 수 있도록 한 가변 단면 압출용 압출홀 가변장치에 관한 것이다.

이를 위한, 프런트다이 양측에 구비된 무빙장치부를 통해 가변압출홀을 가변하는 장치에 있어서, 상기 무빙장치부는, 프런트다이 양측에 슬라이딩홀을 각각 형성하고, 상기 프런트다이 중앙의 가변압출홀을 가변할 수 있도록 각각의 슬라이딩홀에 슬라이딩 이송 가능하게 펀치를 각각 구비하며, 상기 펀치 단부에 구동기구를 결합하여 구성하며, 상기 구동기구를 좌, 우로 슬라이딩 이송시킬 수 있게 플래튼 일측에 슬라이딩수단을 설치한 것을 특징으로 한다.

상기한 구성에 따라, 구동기구의 구동을 통한 펀치의 이동을 통해 가변압출홀을 가변시켜 제품을 제조함으로써, 금형 구조의 단순화를 실현시킬 수 있고, 외형에 일정 피치의 형상을 반복적 및 연속적으로 갖는 성형체 제조에 적합한 효과가 있다.

압출, 압출 금형, 펀치, 압출홀, 가변.

Description

가변 단면 압출용 압출홀 가변장치{Apparatus for transforming extruding-hole to form variable a shape of manufacture}

본 발명은 가변 단면 압출에 관련된 것으로, 보다 상세하게는 금형을 이송시키지 않고 펀치의 이송을 통해 압출홀을 가변시키고 제품을 압출 성형하므로 금형의 구조를 단순화시키고 제품의 품질을 향상시키는 한편, 구동기구의 구동을 통해 압출홀을 가변하므로, 제품 외형에 일정 피치의 형상을 연속적이고 반복적으로 형성할 수 있도록 한 가변 단면 압출용 압출홀 가변장치에 관한 것이다.

일반적으로, 압출 가공은 소재(素材)를 용기(容器)에 넣고 다이의 구멍으로부터 밀어냄으로써, 단면적을 소재보다도 작고 일정한 긴 제품으로 만드는 금속 가공방법의 하나로, 그 소재로는 융점이 낮은 알루미늄 또는 알루미늄 합금제의 것이 주로 사용이 된다.

이러한, 알루미늄재를 이용한 압출 가공은 내구성과 재활용성의 우수성으로 인해 최근 승용차나 트럭 등과 같은 차량의 샤시 부재, 차체 부재, 범퍼 등과 같은 부품 가공에 채용되고 있는 실정에 있다.

압출 가공법은 크게 정압출법과 역압출법으로 분류되는데, 먼저 정압출법은 압출되는 금속의 방향이 외부로부터 압력을 가하는 방향과 동일한 경우의 압출방법이고, 역압출법은 압출되는 금속의 방향이 외부로부터 압력을 가하는 방향과 반대의 경우의 압출방법을 말한다. 그리고, 고온하에서 하는 압출을 열간 압출가공이라 하고, 실온에서 하는 압출을 냉간 압출가공이라고 한다.

이 중, 상기한 정압출법에 의한 압출 가공방법에 대해 간략하게 설명하면, 컨테이너의 선단부에 생산하고자 하는 단면 형상의 구멍부를 갖는 압출용 금형을 고정하고, 상기 컨테이너 내부에 가열한 압출소재를 삽입함과 동시에, 상기 압출소재를 가압기(메인스템)에 의해 압출용 금형측으로 가압하여 구멍부로부터 압출소재를 압출함으로써, 원하는 형상의 제품을 압출 성형할 수 있게 된다.

즉, 압출용 금형의 구멍부가 일정한 단면 형상을 갖고 있기 때문에, 압출 생산되는 제품 역시 길이 방향을 향하여 일정한 단면 형상으로 성형되는 것이다. 여기서, 상기 제품의 단면 형상은 압출용 금형의 구멍부 형상과 같으므로 압출용 금형의 구멍 모양을 적당히 바꿈으로써, 환봉, 각봉, 형재, 관 및 기타 임의의 것을 만들 수 있게 된다.

이와 같은 압출 가공은 금속재료로 이루어진 압출소재를 구멍으로부터 밀어내야 하는 특성상 매우 큰 힘이 소요됨으로써, 대규모의 기계설비와 함께 고온 및 고압에 견딜 수 있는 공구 등이 필요한 특징이 있다.

그러나, 상기와 같은 압출 가공을 통해 제조된 제품의 경우, 제품의 길이 방향으로 일정한 단면 형상만을 갖고 길게 형성되기 때문에 굴곡이 필요하거나 제품의 단면 형상이 가변되는 제품 생산에는 어려움이 있었다. 특히, 제품에 따라 응력 분포가 다름에도 불구하고 제품 전체에 걸쳐 동일한 두께로 형성되므로 제품 일부분에서는 필요 이상의 크기 및 강도를 갖게 되는 결과를 초래하게 됨으로써, 비경제적인 동시에 제품의 경량화 및 구조 단순화를 방해하는 폐단도 있었다.

도 1은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 종래의 "가변 단면 압출 성형 방법 및 그 압출 금형"(국내 등록번호 제10-0334421호)에 대한 것으로, 상기한 압출 금형은 제1 금형(10)과 제2 금형(11)을 구비하여 구성된다.

상기한 제1 금형(10)에는, 한쪽 플랜지의 최대 두께 치수와 동일한 치수 폭을 갖는 플랜지부 형성공(15)과, 상기 플랜지부 형성공(15)과 교차하는 방향으로 연장되는 웹 형성공(16)과, 상기 웹 형성공(16)의 타단부에 형성되어 상기 플랜지부 형성공(15)보다도 큰 폭을 갖는 플랜지부 연통공(17)을 가지고 이루어진 제1 압출공(14)이 형성된다.

그리고, 상기한 제2 금형(11)에는, 다른쪽 플랜지의 최대 두께 치수와 동일한 치수 폭을 갖는 플랜지부 형성공(27)과, 상기 플랜지부 형성공(27)과 교차하는 방향으로 연장되는 웹 형성공(28)과, 상기 웹 형성공(28)의 타단부에 형성되어 상기 플랜지부 형성공(27)보다도 큰 폭을 갖는 플랜지부 연통공(29)을 가지고 이루어진 제2 압출공(30)이 형성된다.

이때, 상기 제1 금형(10)과 제2 금형(11)은, 상기 제1 압출공(14)과 상기 제2 압출공(30)이 서로의 웹 형성공(16)(28)을 연통시키고, 또 한쪽 금형의 플랜지부 형성공(15)을 다른쪽 금형의 플랜지부 연통공(29) 측에 위치시켜 성형재의 압출 방향으로 순차로 배치함과 동시에, 상기 웹 형성공(16)(28)을 따라 상대적으로 이동 가능하게 설치된다.

이처럼, 제1 금형(10)과 제2 금형(11)의 상대적인 이송 작용을 통해 도 2 내지 도 4와 같은 프레임 제품을 성형할 수 있게 된다.(X 형태로 빗금친 부분이 성형되는 부분임)

그러나, 상기한 종래의 압출 금형은 금형을 이송하여 제품을 가변 형성함으로써, 금형의 이송을 담당하는 실린더에 높은 하중이 전가되어 실린더의 원활한 작동을 장담하기 어렵고, 특히 금형의 이송을 통해 압출 성형체에 추가적인 휨 모멘트가 발생될 수 있는 우려가 있어, 이로 인해 압출 제품의 품질을 현저하게 떨어뜨리는 폐단이 있는 것이다.

특히, 금형의 이송작용을 실린더가 담당하므로, 연속적인 요철부 형태와 같은 주기적인 제품 외형 변형 가공을 위한 압출홀 가변 작업이 어려운 문제가 있었다.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 금형을 이송시키지 않고 펀치의 이송을 통해 압출홀을 가변하여 제품을 압출 성형함으로써, 금형의 구조를 단순화시키고 궁극적으로 제품의 품질을 향상시킬 수 있도록 한 가변 단면 압출용 압출홀 가변장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 펀치의 이동 작업을 구동기구의 구동을 통해 수행하므로, 제품 외형에 일정 피치의 형상을 연속적이고 반복적으로 형성할 수 있도록 한 가변 단면 압출용 압출홀 가변장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 프런트다이와 미들다이를 포함하는 압출 금형을 컨테이너와 플래튼 사이에 장착하되, 메인스템을 이용하여 상기 압출 금형 중앙의 압출소재를 가압하고, 프런트다이 양측에 구비된 무빙장치부를 통해 가변압출홀을 가변함으로써 제품을 압출 생산하는 장치에 있어서, 상기 무빙장치부는, 프런트다이 양측에 슬라이딩홀을 각각 형성하고, 상기 프런트다이 중앙의 가변압출홀을 가변할 수 있도록 각각의 슬라이딩홀에 슬라이딩 이송 가능하게 펀치를 각각 구비하며, 상기 펀치 단부에 펀치의 이송을 위한 구동기구를 설치하여 구성하며, 상기 구동기구를 좌, 우로 슬라이딩 이송시킬 수 있게 플래튼 일측에 슬라이딩수단을 설치한 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 슬라이딩수단은, 저면 내측에 슬라이딩면을 형성하고 슬라이딩 면 일측에 가이드턱을 돌출 형성하여 플래튼 측면 상단에 설치한 상부고정플레이트와; 상면 중앙에 슬라이딩면을 형성하고 슬라이딩면 양측에 가이드턱을 돌출 형성하여 플래튼 측면 하단에 설치한 하부고정플레이트와; 상기 상, 하부의 가이드턱에 각각 안내되어 각각의 슬라이딩면을 따라 이송할 수 있도록 구동기구 단부의 상, 하단에 각각 구비한 상부이송플레이트 및 하부이송플레이트와; 상기 구동기구를 핸들 조작에 의해 슬라이딩 이송시킬 수 있도록 구동기구와 하부고정플레이트 단부에 설치한 핸들조립체와; 상기 구동기구의 슬라이딩 이송을 선택적으로 수행할 수 있도록 상부고정플레이트와 상부이송플레이트를 체결하는 체결수단을 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 구동기구는 펀치 단부에 로드를 갖는 이송실린더를 설치한다.

또한, 상기 구동기구는 펀치 단부에 편심캠에 고정된 이송로드를 힌지 결합하고, 상기 편심캠 중앙에 모터의 회전축을 편심되게 결합한다.

또, 상기 핸들조립체는 하부고정플레이트 단부에 고정 설치한 지그와; 상기 지그에 관통되어 구동기구 내부에 회전 가능하게 설치한 이송스크루와; 상기 이송스크루 단부에 설치하여 이송스크루를 회전시키는 핸들을 포함하여 구성된다.

또, 상기 체결수단은 상부고정플레이트와 상부이송플레이트에 핀홀을 각각 형성하고, 상기 핀홀에 핀을 결합한다.

또, 상기 하부고정플레이트 단부에는 하부이송플레이트의 과도한 슬라이딩 이송을 방지하도록 스토퍼를 돌출 형성한다.

상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 금형을 이동시키지 않고 금형 양측에 구비된 펀치를 이동시켜 압출홀을 가변시키고 이를 통해 압출 성형품을 제조함으로써, 금형 구조 개선에 따른 금형의 단순화를 실현시킬 수 있고, 이로 인해 금형 가공에 소요되는 가공비와 금형 제조 원가를 획기적으로 절감시킬 수 있는 효과가 있다.

특히, 캠 구동을 통해 일정하고 주기적으로 펀치를 이송 구동시켜 가변압출홀을 가변함으로써, 외형에 일정 피치의 사다리꼴 형상을 갖는 성형체 제조에 매우 적합한 효과가 있고, 이 외에도 다양한 가변 단면을 갖는 성형체의 제조가 가능한 것이다.

더욱이, 상대적으로 고하중을 받게 되는 금형 대신에 금형 양측에 구비되는 펀치를 이동시켜 제품을 가변 압출하므로, 펀치 이송용 모터에 걸리는 하중을 대폭적으로 감소시킬 수 있고, 이로 인해 압출 가공되는 성형품의 품질을 향상시키는 한편, 압출 성형품(제품)의 조직구조가 균일한 최종 제품을 확보하기가 용이하며, 제품 치수 정밀도를 향상시킬 수 있는 효과도 있다.

또한, 프런트다이 양측에 구비된 펀치를 통해 압출소재를 압출 성형하는 구조 특성으로 인해, 베어링부(리드부)의 위치가 일직선상에 위치하게 됨으로써, 압출성형체에 휨 모멘트 등이 발생하는 것을 방지하여 압출 성형체의 조직을 균일하게 성형하는 한편, 유리한 정속압출을 행하기 용이한 효과도 있다.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5 내지 도 12는 본 발명의 가변 단면 압출용 압출홀 가변장치에 대해 도시한 것으로, 컨테이너(100)와, 압출 금형(200)과, 플래튼(300)으로 구성된다.

도 5 및 도 11과 도 12를 통해 설명하면, 먼저 컨테이너(100)는 압출 금형 전방에 고정 장착되는 것으로, 중앙에 장입홀(110)을 형성하여 그 내부에 압출소재를 내장 구비할 수 있게 된다. 여기서, 상기 압출소재는 적절하게는 알루미늄 또는 알루미늄 합금재질로써 봉 형상의 것을 사용하게 된다.

그리고, 상기 컨테이너(100) 일측방에는 유압실린더(120)가 장착되고, 상기 유압실린더(120) 단부에는 상기 압출소재를 가압할 수 있게 봉 형상의 메인스템(130)이 장착된다. 즉, 상기 유압실린더(120)의 유압 작용을 통해 메인스템(130)을 압출소재에 접촉한 상태에서 전, 후 이동함으로써, 압출소재를 가압할 수 있게 된다.

플래튼(300)은 압출 금형 후방에 고정 장착되는 것으로, 중앙에 관통홀(310)을 형성하여 그 내부에 압출 가공된 제품이 빠져나오는 통로 역할을 하게 된다. 그리고, 상기 플래튼(300) 전면에는 압출 금형(200)이 고정 장착된다.

한편, 압출 금형(200)은 상기 컨테이너(100)와 플래튼(300) 사이에 장착되어 압출소재를 가변시키면서 압출 가공하는 역할을 하는 것으로, 다시 홀더형 브래킷(210)과, 립(220)과, 프런트다이(230)와, 미들다이(240)와, 볼스터(250)를 포함하여 구성된다.

도 6과 도 7을 통해 설명하면, 먼저 홀더형 브래킷(210)은 상기 플래튼(300) 전면 하단에 고정 장착되는 것으로, 계단 형태로 단차지게 형성하고, 홀더형 브래킷(210) 양측에 홀더프레임(211)을 각각 일체로 형성하며, 상기 홀더프레임(211) 사이에는 수평의 안착부(212)를 형성하여, 상기 안착부(212) 상면에 립(220)과, 프런트다이(230)와, 미들다이(240) 및 볼스터(250)를 순차적으로 장착 구비한다.

그리고, 립(220)은 전방의 돌출된 일면이 컨테이너(100)의 후면에 가압 상태로 밀착 장착되는 것으로, 상기 립(220) 중앙에는 고정압출홀(225)을 형성하여 컨테이너(100)로부터 가압되는 압출소재를 최초로 압출 가공한다. 즉, 고정압출홀(225) 전방의 동일축 선상에 압출소재가 구비된 컨테이너(100)의 장입홀(110)이 배치되므로, 메인스템(130)의 가압을 통해 압출소재를 고정압출홀(225) 방향으로 가압하여 압출 가공할 수 있는 것이다.

이때, 상기 립(220)에 형성된 고정압출홀(225)은 양측에 세로공이 형성되고, 상기 세로공 하단에 가로공이 연결 형성된 'ㄷ'자 형상으로 형성되는데, 상기 고정압출홀(225)의 세로공은 압출하고자 하는 제품의 세로부 폭보다 넓게 형성하는 것이 적절하다. 그리고, 상기 고정압출홀(225)의 형상은 제조하고자 하는 제품이 H빔과 같은 경우 고정압출홀(225)의 형상 역시 'H'자 형상으로 제조할 수 있고, 이 외에도 제조하고자 하는 제품의 형상에 따라 고정압출홀(225)의 형상을 자유롭게 수정 및 변경할 수 있음은 본 발명을 구성함에 있어서 자명한 사항에 해당된다.

또, 후술되는 가변용 가변압출홀(235) 역시 'ㄷ'자 형상으로 형성하였으나, 고정압출홀(225)과 같이 가변압출홀(235) 및 인출홀(255)의 형상을 자유롭게 변경 및 수정할 수 있으며, 이 또한 본 발명을 구성함에 있어 자명한 사항에 해당한다 할 것이다.

프런트다이(230)는 상기 립(220) 후방에 밀착 장착되는 것으로, 상기한 프런트다이(230)는 립(220)으로부터 압출 가공되는 압출소재의 두께를 가변하면서 압출 성형할 수 있도록 좌, 우 양측에 펀치(232)를 이송시킬 수 있는 무빙장치부를 설치하고, 상기 프런트다이(230) 중앙에는 가변용 가변압출홀(235)을 형성한다.

여기서, 도 8과 도 9 및 도 11과 도 12를 통해 무빙장치부에 대해 보다 구체적으로 설명하면 프런트다이(230) 양측에 슬라이딩홀(231)을 관통 형성하고, 상기 슬라이딩홀(231)에 안내되어 슬라이딩 이송할 수 있게 슬라이딩홀(231) 내부에 펀치(232)를 각각 삽입 구비하며, 상기 펀치(232) 단부에는 상기 펀치(232)를 이송 구동시킬 수 있도록 구동기구를 결합한다.

상기한 구동기구의 일예로는 이송실린더(340)를 설치할 수 있는데, 이에 대해 도 8 및 도 11을 통해 설명하면, 상기 펀치(232) 단부에 이송실린더(340)에 의해 이송 구동하는 로드(341)를 핀(부호 생략)에 의해 결합 장착하고, 상기 로드(341) 단부에는 이송실린더(340)를 장착 구비한다.

즉, 이송실린더(340)를 통해 펀치(232)를 좌, 우로 이송함으로써, 프런트다이(230) 중앙의 가변압출홀(235) 세로공 두께를 가변시키고, 이에 따라 립(220)으로부터 압출 가공되는 압출소재의 세로부 두께를 가변시키면서 압출 가공할 수 있는 것이다.

또한, 상기한 구동기구의 다른 일례로 모터(350)에 의해 구동하는 캠을 설치할 수 있는데, 이에 대해 도 9 및 도 12를 통해 설명하면, 상기 펀치(232) 단부에 이송로드(353)를 힌지 결합하고, 상기 이송로드(353) 타단에는 편심캠(352)을 일체 형성하며, 상기 편심캠(352)에는 모터(350)의 회전축(351)을 결합하되, 상기 회전축(351)과 편심되게 편심캠(352)을 결합한다.

즉, 모터(350)의 구동을 통해 회전축(351)을 회전시키게 되면, 상기 회전축(351)에 편심 결합된 편심캠(352)이 편심 회전되면서 편심캠(352)에 고정된 이송로드(353)가 직선으로 왕복 이송되어 펀치(232)를 좌, 우로 이송함으로써, 프런트다이(230) 중앙의 가변압출홀(235) 세로공 두께를 가변시키고, 위에 설명한 바와 같이 압출소재의 두께를 가변시키면서 압출 가공할 수 있는 것이다.

한편, 플래튼(300) 양측 상, 하단에는 상, 하부고정플레이트(320a)(320b)를 각각 설치하고, 상기 상, 하부고정플레이트(320a)(320b) 사이에는 이송실린더(340) 또는 캠 등의 구동기구를 장착함으로써, 무빙장치부의 설치가 가능하게 되는데, 상기 구동기구에는 전, 후로 슬라이딩 이송 가능하도록 슬라이딩수단을 설치하여, 압출 금형(200)을 구성하는 프런트다이(230) 및 미들다이(240) 등의 장, 탈착이 가능하도록 구성한다.

도 8, 9 및 도 11, 12를 통해 상기 슬라이딩수단에 대해 설명하면, 플래튼(300) 일측면 상단에 상부고정플레이트(320a)를 장착하고, 상기 상부고정플레이트(320a) 저면 내측에 슬라이딩면(321a)을 형성하며, 상기 슬라이딩면(321a) 일측에 가이드턱(322a)을 돌출 형성한다. 그리고, 상기 플래튼(300) 일측면 하단에는 하부고정플레이트(320b)를 설치하고, 상기 하부고정플레이트(320b) 상면 중앙에 슬라이딩면(321b)을 형성하며, 상기 슬라이딩면(321b) 양측에 가이드턱(322b)을 돌출 형성한다.

또한, 상기 이송실린더(340) 및 캠과 같은 구동기구의 단부 상, 하단에는 상부이송플레이트(330a)와 하부이송플레이트(330b)를 각각 장착하여 상기 상부이송플레이트(330a)의 상면과 하부이송플레이트(330b)의 저면이 각각의 슬라이딩면(321a)(321b)을 따라 이송할 수 있게 구성하고, 상기 상, 하부이송플레이트(330a)(330b)의 슬라이딩 이송은 상, 하부고정플레이트(320a)(320b)에 형성된 각각의 가이드턱(322a)(322b)에 의해 안내가 된다.

즉, 이송실린더(340)의 경우 로드(341)와 펀치(232)를 분리하고, 도 11과 같이 이송실린더(340)를 후방으로 이송함으로써, 프런트다이(230) 또는 미들다이(240) 등의 교환이 가능하게 되고, 캠의 경우 이송로드(353)와 펀치(232)를 분리하고, 상기 도 12와 같이 모터(350)를 후방으로 이송함으로써, 프런트다이(230) 또는 미들다이(240) 등의 교환이 가능하게 되는 것이다.

여기서, 상기 구동기구의 슬라이딩 이송은 제한적으로 수행되어야 함으로써, 상기 구동기구를 선택적으로 이송시킬 수 있도록 체결수단에 의해 상부고정플레이트(320a)와 상부이송플레이트(330a)를 체결한다.

도 8과 도 9를 통해 상기한 체결수단에 대해 설명하면, 상기 상부고정플레이트(320a)와 상부이송플레이트(330a)에 핀홀(325)(335)을 각각 형성하고, 상기 핀홀(325)(335)에 핀(P)을 결합함으로써, 상부고정플레이트(320a)와 상부이송플레이트(330a)를 서로 체결할 수 있다.

또한, 상기 하부고정플레이트(320b) 후방 단부 상면에는 스토퍼(360)를 형성 하여 상기 하부이송플레이트(330b)의 과도한 이송을 방지하고, 상기 하부고정플레이트(320b) 저면에는 다수의 리브(부호 생략)를 설치하여 하부고정플레이트(320b)를 보강할 수 있게 구성한다.

또, 상기 구동기구의 전, 후 이송은 유압 및 공압에 의한 자동 이송방식을 적용할 수도 있으나, 본 발명에서는 상기 하부고정플레이트(320b)와 구동기구 단부에 핸들조립체를 설치하여 핸들(390)의 조작에 의해 이송실린더(340) 또는 캠 등의 구동기구를 전, 후로 슬라이딩시킬 수 있게 구성한다.

이에, 도 5 및 도 11과 도 12을 통해 상기한 핸들조립체에 대해 설명하면, 하부고정플레이트(320b) 단부에 지그(370)를 설치하고, 상기 지그(370)에 관통시켜 이송스크루(380)를 회전 가능하게 설치하되, 상기 이송스크루(380)의 일부를 구동기구 내부에 회전 가능하게 설치한다. 즉, 이송스크루(380)의 나사 부분이 끼워질 수 있도록 구동기구 내부에 암나사부를 형성하는 것이다.

그리고, 상기 지그(370)와 인접되는 이송스크루(380) 단부에 핸들(390)을 회전 가능하게 장착하여 핸들(390)의 조작을 통해 이송스크루(380)를 회전시킨다.

한편, 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 미들다이(240)는 상기 프런트다이(230) 후방에 밀착 장착되는 것으로, 슬라이딩홀(231)에 끼워지는 펀치(232)의 일면에 면 접촉되게 구비하여 펀치(232)의 이송을 안내하고, 중앙에는 가변압출홀(235)을 통해 가변 형성되는 압출소재가 통과할 수 있게 홀(245)을 형성한다.

볼스터(250)는 플래튼(300) 전면에 가압 상태로 상기 미들다이(240) 후방에 장착하는 것으로, 프런트다이(230)와 미들다이(240)에 가해지는 압출력을 지탱하 고, 그 압출력을 플래튼(300)에 전달하는 역할을 한다.

이러한, 상기 볼스터(250) 중앙에는 가로공과 세로공이 압출하고자 하는 제품의 형상보다 다소 크게 형성된 인출홀(255)을 형성하여 프런트다이(230)로부터 압출 가공되는 압출소재를 후방으로 인출하게 된다.

그리고, 상기 볼스터(250) 전방 중앙에는 장착홈(251)을 형성하고, 상기 장착홈(251)에는 웨어플레이트(252)를 장착하며, 상기 웨어플레이트(252) 전면에는 다수의 흑연봉(253)을 사방으로 일정 간격 이격시켜 돌출 구비하여, 미들다이(240)와 볼스트의 마찰에 따른 미들다이(240) 및 볼스터(250)의 마모 및 손상을 방지하는 역할을 한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 압출장치를 통해 압출소재를 압출 가공하여 특정 형상의 제품을 제조하기 위해서는, 먼저 컨테이너(100) 중앙의 장입홀(110)에 압출소재를 내장 구비한 후, 컨테이너(100) 일측에 설치된 유압실린더(120)를 구동하여 메인스템(130)으로 압출소재를 가압하게 된다.

이처럼, 메인스템(130)에 의해 가압되는 압출소재는 립(220) 중앙의 고정압출홀(225) 내부에 인입되면서 압출 가공이 시작되는데, 본 발명에 도시된 압출홀들은 좌, 우에 세로공이 형성되고, 상기 세로공 하단에 하나의 가로공이 연결 형성된 'ㄷ'자 형상의 것으로, 본 발명에서는 상기한 형상의 압출홀을 통해 가공되는 압출 성형품의 제조과정을 일례로 하여 설명하고자 한다.

이와 같이, 고정압출홀(225) 내부에 인입되는 압출소재는 'ㄷ'자 형태로 압출되면서 압출 가공이 진행되고, 메인스템(130)의 가압에 따라 압출소재는 점진적으로 프런트다이(230) 중앙에 조성된 가변용 가변압출홀(235) 내부로 인입이 된다.

이때, 제조하고자 하는 압출제품의 세로공 두께를 일정하게 압출하거나 단면 형상을 일정하게 압출하고자 하는 경우에는 펀치(232)의 이동 작동이 불필요하나, 제품의 단면 형상과 세로공 폭을 가변하면서 압출 가공을 시행하고자 하는 경우에는 압출소재의 가압 이송 중 프런트다이(230) 좌, 우에 설치된 무빙장치부를 구동하여 도 10a 또는 도 10b와 같이 펀치(232)를 좌측 또는 우측으로 이송시킨다.

즉, 이송실린더(340)를 사용하는 경우 이송실린더(340)의 구동을 통해 로드(341)를 이송시키게 되면, 상기 로드(341)에 장착된 펀치(232)가 좌측 또는 우측으로 이송되면서 가변압출홀(235)의 폭을 가변시킬 수 있고, 이로 인해 제품의 세로부 두께를 증가 또는 감소시키면서 제품 단면 형상을 변화시키는 가변 압출 성형이 가능하게 된다.

또한, 모터(350)와 캠을 사용하는 경우 모터(350)의 구동을 통해 편심캠(352)을 회전시켜 이송로드(353)를 직선 왕복 운동시키게 되면, 상기 이송로드(353)에 장착된 펀치(232)가 좌측 또는 우측으로 이송되면서 가변압출홀(235)의 폭을 가변시킬 수 있고, 이로 인해 제품의 세로부 두께를 증가 또는 감소시키면서 제품 단면 형상을 변화시키는 가변 압출 성형이 가능하게 된다.

이처럼, 프런트다이(230)를 통해 압출 가공되는 압출소재는 메인스템(130)의 지속적인 가압 작용에 의해 미들다이(240) 중앙의 홀(245)과 볼스터(250) 중앙의 인출홀(255) 내부로 인입되고, 인입된 압출소재는 플래튼(300) 중앙에 형성된 관통홀(310)을 통해 빠져나가게 되면서 압출 성형 가공을 완료하게 되며, 이에 따라 압출 성형품(제품)을 확보할 수 있게 된다.

그리고, 압출 성형을 완료한 이 후 프런트다이(230) 또는 미들다이(240)와 같은 압출 금형을 교환하고자 하는 경우 펀치(232)와 로드(341) 또는 이송로드(353)를 분리하고 핸들(390)을 조작하여 구동기구를 후방으로 이송시키게 됨으로써, 압출 금형의 교환이 가능하게 된다.

이와 같이, 본 발명의 압출홀 가변장치는 프런트다이(230)를 이동시키지 않고 압출 금형 양측에 구비된 펀치(232)를 이동시켜 가변압출홀(235)을 가변시키고 이를 통해 압출 성형품을 제조함으로써, 금형 구조 개선에 따른 금형의 단순화를 실현시킬 수 있고, 이로 인해 금형 가공에 소요되는 가공비와 금형 제조 원가를 획기적으로 절감시킬 수 있게 된다.

더욱이, 본 발명의 압출홀 가변장치는 상대적으로 고하중을 받게 되는 금형(프런트다이) 대신에 금형 양측에 구비되는 펀치(232)만을 이동시켜 제품을 가변 압출하므로, 모터(350)에 걸리는 하중을 대폭적으로 감소시킬 수 있고, 이로 인해 압출 가공되는 성형품의 품질을 향상시키는 한편, 압출 성형품(제품)의 조직구조가 균일한 최종 제품을 확보하기가 용이하고, 제품 치수 정밀도를 향상시킬 수 있는 것이다.

특히, 본 발명의 압출홀 가변장치는 구동기구로 캠을 사용하는 경우 캠 구동을 통해 일정하고 주기적으로 펀치(232)를 이송 구동시켜 가변압출홀(235)을 가변 함으로써, 외형에 일정 피치의 사다리꼴 형상을 갖는 크래쉬박스(crash-box)나 스테인 앤 사이드 멤버(stay & side member)와 같은 성형체 제조에 매우 적합하고, 이 외에도 다양한 가변 단면을 갖는 성형체의 제조가 가능한 것이다.

또한, 본 발명의 압출홀 가변장치는 프런트다이(230) 양측에 구비된 펀치(232)를 통해 압출소재를 압출 성형하는 구조 특성으로 인해, 베어링부(리드부)의 위치가 일직선상에 위치하게 됨으로써, 압출성형체에 휨 모멘트 등이 발생하는 것을 방지하여 압출 성형체의 조직을 균일하게 성형하는 한편, 유리한 정속압출을 행하기 용이한 것이다.

한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

도 1은 종래기술에 의한 제1 금형과 제2 금형을 조합하여 도시한 평면도,

도 2 내지 도 4는 종래기술에 의한 제1 금형과 제2 금형에 의해 가변 성형될 수 있는 제품 형상을 도시한 이해 단면도,

도 5는 본 발명에 의한 압출홀 가변장치를 전체적으로 도시한 측면도,

도 6은 본 발명에 의한 압출홀 가변장치 중 압출 금형의 분리 사시도,

도 7은 본 발명에 의한 압출홀 가변장치를 절개하여 도시한 측단면도,

도 8은 본 발명에 의한 구동기구로 이송실린더를 도시한 도 7의 A - A 선 절개 단면도,

도 9는 본 발명에 의한 구동기구로 캠과 모터를 도시한 도 7의 A - A 선 절개 단면도,

도 10a, 10b는 본 발명에 의한 펀치의 이송에 따른 가변압출홀의 형상 변화를 개략적으로 도시한 개념도,

도 11은 본 발명에 의한 구동기구로 이송실린더인 경우의 이송작용을 나타낸 측면도,

도 12은 본 발명에 의한 구동기구로 캠과 모터인 경우의 이송작용을 나타낸 측면도.

*도면중 주요 부호에 대한 설명*

100 : 컨테이너 110 : 장입홀

120 : 유압실린더 130 : 메인스템

200 : 압출 금형 210 : 홀더형 브래킷

211 : 홀더프레임 212 : 안착부

220 : 립 225 : 고정압출홀

230 : 프런트다이 231 : 슬라이딩홀

232 : 펀치 235 : 가변압출홀

240 : 미들다이 245 : 홀

250 : 볼스터 251 : 장착홈

252 : 웨어플레이트 253 : 흑연봉

255 : 인출홀 300 : 플래튼

310 : 관통홀 320a, 320b : 상, 하부고정플레이트

321a, 321b : 슬라이딩면 322a, 322b : 가이드턱

330a, 330b : 상, 하부이송플레이트 325, 335 : 핀홀

340 : 이송실린더 341 : 로드

350 : 모터 351 : 회전축

352 : 편심캠 353 : 이송로드

360 : 스토퍼 370 : 지그

380 : 이송스크루 390 : 핸들

Claims (7)

1. 프런트다이와 미들다이를 포함하는 압출 금형을 컨테이너와 플래튼 사이에 장착하되, 메인스템을 이용하여 상기 압출 금형 중앙의 압출소재를 가압하고, 프런트다이 양측에 구비된 무빙장치부를 통해 가변압출홀을 가변함으로써 제품을 압출 생산하는 장치에 있어서,

   상기 무빙장치부는,

   프런트다이(230) 양측에 슬라이딩홀(231)을 각각 형성하고, 상기 프런트다이(230) 중앙의 가변압출홀(235)을 가변할 수 있도록 각각의 슬라이딩홀(231)에 슬라이딩 이송 가능하게 펀치(232)를 각각 구비하며, 상기 펀치(232) 단부에 펀치(232)의 이송을 위한 구동기구를 설치하여 구성하고,

   상기 구동기구를 좌, 우로 슬라이딩 이송시킬 수 있게 플래튼(300) 일측에 슬라이딩수단을 설치하되, 상기 슬라이딩수단은,

   저면 내측에 슬라이딩면(321a)을 형성하고 슬라이딩면(321a) 일측에 가이드턱(322a)을 돌출 형성하여 플래튼(300) 측면 상단에 설치한 상부고정플레이트(320a)와;

   상면 중앙에 슬라이딩면(321b)을 형성하고 슬라이딩면(321b) 양측에 가이드턱(322b)을 돌출 형성하여 플래튼(300) 측면 하단에 설치한 하부고정플레이트(320b)와;

   상기 상, 하부의 가이드턱(322a)(322b)에 각각 안내되어 각각의 슬라이딩면(321a)(321b)을 따라 이송할 수 있도록 구동기구 단부의 상, 하단에 각각 구비한 상부이송플레이트(330a) 및 하부이송플레이트(330b)와;

   상기 구동기구를 핸들(390) 조작에 의해 슬라이딩 이송시킬 수 있도록 구동기구와 하부고정플레이트(320b) 단부에 설치한 핸들조립체와;

   상기 구동기구의 슬라이딩 이송을 선택적으로 수행할 수 있도록 상부고정플레이트(320a)와 상부이송플레이트(330a)를 체결하는 체결수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 단면 압출용 압출홀 가변장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 상기 구동기구는 펀치(232) 단부에 로드(341)를 갖는 이송실린더(340)를 설치한 것을 특징으로 하는 가변 단면 압출용 압출홀 가변장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 구동기구는 펀치(232) 단부에 편심캠(352)에 고정된 이송로드(353)를 힌지 결합하고, 상기 편심캠(352) 중앙에 모터(350)의 회전축(351)을 편심되게 결합한 것을 특징으로 하는 가변 단면 압출용 압출홀 가변장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 핸들조립체는 하부고정플레이트(320b) 단부에 고정 설치한 지그(370)와;

   상기 지그(370)에 관통되어 구동기구 내부에 회전 가능하게 설치한 이송스크루(380)와;

   상기 이송스크루(380) 단부에 설치하여 이송스크루(380)를 회전시키는 핸들(390)을 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 단면 압출용 압출홀 가변장치.
6. 제 1항에 있어서, 상기 체결수단은 상부고정플레이트(320a)와 상부이송플레이트(330a)에 핀홀(325)(335)을 각각 형성하고, 상기 핀홀(325)(335)에 핀(P)을 결합하는 것을 특징으로 하는 가변 단면 압출용 압출홀 가변장치.
7. 제 1항에 있어서, 상기 하부고정플레이트(320b) 단부에는 하부이송플레이트(330b)의 과도한 슬라이딩 이송을 방지하도록 스토퍼(360)를 돌출 형성한 것을 특징으로 하는 가변 단면 압출용 압출홀 가변장치.

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